Centrifugalna sila (Latinsko za "center beg") opisuje težnjo predmeta, da sledi ukrivljeni poti, da leti navzven, stran od središča krivulje. V resnici ni sila; izhaja iz vztrajnosti - težnja predmeta, da se upira kakršni koli spremembi stanja počitka ali gibanja. Centripetalna sila je resnično sila, ki preprečuje centrifugalno silo in preprečuje, da bi objekt "odletel", namesto tega pa se je enakomerno premikal po krožni poti.
Centrifugalna sila | Centripetalna sila | |
---|---|---|
Pomen | Nagnjenost predmeta po ukrivljeni poti, da odleti stran od središča ukrivljenosti. Lahko bi ga opisali kot "pomanjkanje centripetalne sile." | Sila, zaradi katere se predmet giblje z enakomerno hitrostjo po krožni poti. |
Smer | Po polmeru kroga, od središča proti predmetu. | Po polmeru kroga, od predmeta proti sredini. |
Primer | Blato, ki leti s pnevmatike; otroci so odrinili na krožišče. | Satelit, ki kroži okoli planeta |
Formula | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
Določila s | Chistiaan Hygens leta 1659 | Isaac Newton leta 1684 |
Je resnična sila? | Ne; centrifugalna sila je vztrajnost gibanja. | Da; centripetalna sila prepreči, da bi objekt "odletel". |
Centrifugalna sila ni "prava" sila - opazimo težnjo po letenju navzven, ker se predmeti, ki se premikajo po ravni liniji, ponavadi gibljejo po ravni liniji. Temu pravimo vztrajnost, zaradi česar so predmeti odporni na silo, zaradi katere se premikajo v krivini.
Centripetalna sila je "prava" sila. Predmet privlači proti sredini in preprečuje, da bi "odletel". Izvor centripetalne sile je odvisen od zadevnega predmeta. Pri satelitih v orbiti je sila posledica gravitacije. Če se predmet vrti okoli vrvi, je centripetalna sila zagotovljena z napetostjo v vrvi, pri predenjem pa sila, ki jo povzroči notranji stres. Pri avtomobilu, ki se vozi vzdolž loka, ima centripetalna sila trenje med avtomobilskimi pnevmatikami in cesto.
Če se predmet pravilno vrti, bodo centrifugalne in centripetalne sile enake, zato se predmet ne bo premikal proti središču vrtenja ali navzven od njega. Ohranil bo konstantno razdaljo od središča.
Centripetalna sila je usmerjena navznoter, od predmeta do središča vrtenja. Tehnično je usmerjen pravokotno na hitrost telesa proti fiksni točki trenutnega središča ukrivljenosti poti.
Centrifugalna sila je usmerjena navzven; v isti smeri kot hitrost predmeta. Pri krožnem gibanju je hitrost v kateri koli dani točki tangenta glede na premik loka.
Obe sili se izračunata po isti formuli:
kje ac je centripetalni pospešek, m je masa predmeta, ki se giblje s hitrostjo v vzdolž poti z polmerom ukrivljenosti r.
Nekateri pogosti primeri centrifugalne sile pri delu so blato, ki leti s pnevmatike, in otroci občutijo silo, da jih potiska navzven, medtem ko se vrtijo na krožišču.
Glavni primer centripetalne sile je vrtenje satelitov okoli planeta.
Coaster, primer Centripetal sile v akciji Satelit, ki kroži po planetu z uporabo centripetalne sile. Ponazoritev centripetalne sile (rdeči vektor z oznako FT, sila napetosti v vrvi). Ko je vrv prerezana, centripetalna sila (napetost v vrvi) ne bo več delovala na predmet. Tako ga FT ne bo več zadrževal v tej krožni poti in bo odletel po tangentu.Poznavanje centrifugalnih in centripetalnih sil lahko uporabimo za številne vsakdanje težave. Na primer, uporablja se pri načrtovanju cest, da prepreči zdrs in izboljša oprijem na krivinah in dostopnih klančinah. Omogočil je tudi izum centrifuge, ki z vrtenjem epruveta pri velikih hitrostih loči delce, suspendirane v tekočini..